Dans la transition vers une énergie propre en Europe, l'industrie se tourne vers les pompes à chaleur

Un système de pompe à chaleur à l'Institut Fraunhofer de Bochum, en Allemagne. Fabian Strauch / photo-alliance / dpa / AP Images

Avec la flambée des prix du gaz due à la guerre en Ukraine et aux efforts de l'UE pour réduire les émissions, les industries européennes se tournent de plus en plus vers des pompes à chaleur à haute température et à haut rendement. Parallèlement à l’essor de l’usage résidentiel, l’UE espère désormais une révolution des pompes à chaleur.

Par Paul Hockenos • 19 janvier 2023

La briqueterie Wienerberger à Uttendorf, en Autriche, dans les Alpes tyroliennes, a toujours eu besoin d'un flux constant de chaleur à 90 degrés C (194 degrés F) pour sécher ses blocs de construction. Ce processus aurait été une proposition coûteuse pour l'entreprise après que la Russie ait réduit ses exportations de gaz vers l'Europe, comme ce fut le cas pour la plupart des secteurs de la construction à forte intensité énergétique en Europe. Mais il y a quatre ans, Wienerberger, le plus grand producteur de briques au monde, a fait un investissement pour l'avenir qui porte aujourd'hui ses fruits : il a remplacé la chaudière à gaz d'Uttendorf par une pompe à chaleur à l'échelle industrielle, ce qui réduit la facture énergétique de l'usine d'environ 425,00 euros par an.

Pendant des décennies, les pompes à chaleur électriques ont été utilisées dans les maisons et autres bâtiments européens pour le chauffage et la climatisation, mais elles n'ont jamais gagné en popularité dans le secteur manufacturier, qui a des besoins énergétiques bien plus élevés pour produire de l'eau chaude et de la vapeur. Et comme les combustibles fossiles étaient depuis longtemps relativement bon marché, les industries n’étaient guère incitées à remplacer les systèmes alimentés au gaz et au pétrole par des équipements plus écologiques. Aujourd'hui, avec le développement de pompes à chaleur capables de fournir des températures allant jusqu'à 160 degrés C (320 degrés F) pour une fraction du prix des chaudières à gaz, et avec la montée en flèche des prix du gaz en raison de la guerre en Ukraine, ce calcul est en train d'être activé. sa tête. De nombreuses entreprises européennes repensent leurs sources d’énergie tout en réduisant leurs émissions de gaz à effet de serre, une exigence de l’UE. L'industrie européenne est responsable de plus d'un quart des gaz à effet de serre du bloc.

Pour atteindre ses nobles objectifs énergétiques et rompre sa dépendance à l’égard du gaz russe, l’UE ne compte sur rien de moins que sur une révolution des pompes à chaleur. Dans de nombreux pays, les ventes de pompes à chaleur – principalement destinées à un usage résidentiel – ont doublé au premier semestre 2022. En Allemagne, premier consommateur européen de gaz russe, la demande a bondi de 52 % l'année dernière, tandis que la croissance dans l'UE en 2021 était de 35 %. Pendant ce temps, une transition un peu moins annoncée vers les pompes à chaleur pour le secteur manufacturier s’accélère. Wienerberger, par exemple, installe actuellement des pompes similaires dans ses fonderies de briques aux Pays-Bas, au Royaume-Uni, en Pologne, en Roumanie et ailleurs en Autriche.

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« Il y a cinq ans, la plupart des entreprises ne connaissaient presque rien aux pompes à chaleur », explique Veronika Wilk, ingénieure de recherche senior à l'Institut autrichien de technologie. "Maintenant, les entreprises en sont conscientes et de plus en plus de pompes à chaleur sont installées dans l'industrie."

Une pompe à chaleur à compression peut à la fois réchauffer et refroidir l’air. En hiver, il augmente la température intérieure en éliminant la chaleur de l’eau, des profondeurs de la terre ou de l’air extérieur, puis augmente sa température en utilisant une petite quantité d’électricité et déplace cet air à l’intérieur. Même un air aussi froid que -12 degrés C (10 degrés F) contient suffisamment d'énergie pour qu'une pompe à chaleur puisse extraire et augmenter sa température. En été, les pompes à chaleur électriques abaissent la température intérieure en évacuant la chaleur de l’air intérieur et en la rejetant vers l’extérieur. Les pompes à chaleur à absorption ne fonctionnent pas avec de l'électricité mais avec une source de chaleur, qui peut être du gaz naturel, mais aussi de l'eau chauffée à l'énergie solaire ou même la chaleur perdue des centres de données ou des égouts. Ils portent cette chaleur à une température « utile », puis la restituent sous forme d’air chaud ou d’eau chaude.

Les pompes à chaleur utilisent l'électricité pour comprimer un réfrigérant, augmentant ainsi sa température. AIE

Selon la direction dans laquelle la chaleur se déplace – à l'intérieur ou à l'extérieur – les pistons de la pompe à chaleur compriment ou dilatent un fluide, le faisant respectivement chauffer ou refroidir. Étant donné que les pompes à chaleur ne font que déplacer des fluides, elles peuvent être deux fois plus économes en énergie que les chauffages à combustible.